Makery

Quentin Adam : « l’open source médical est une idée qui fera son chemin »

Assemblage de la MakAir dans la salle blanche du CEA. Crédit : Johanne Auclair.

Publié le 23 juillet 2020 par

Dans les premiers jours du confinement le groupe Makers for Life émerge à l’initiative d’entrepreneurs du logiciel et de makers du pays Nantais. Très vite, en collaboration avec le CHU de Nantes, ils s’engagent dans la conception d’un respirateur open source, MakAir, un projet qui a pris depuis une dimension industrielle et internationale. Retour sur expérience avec Quentin Adam, initiateur du projet.

Quentin Adam dirige l’entreprise Clever Cloud à Nantes, une entreprise logiciel offrant des solutions en automation TIC. Avec ses amis de Crisp, une autre entreprise dans le logiciel de la région, et Pierre-Antoine Gourraud, responsable de la « clinique de données » du CHU de Nantes, ils lancent le groupe « Makers for Life » qui se donne pour objectif la conception d’un respirateur open source qui va prendre le nom de MakAir. S’engage alors une véritable course d’efficacité qui les mène jusqu’à travailler avec le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) et l’Agence d’Innovation de la Défense (AID). Quentin Adam, moteur du projet, répond aux questions de Makery.

Quentin Adam. Crédit : Johanne Auclair.

Makery : Le projet MakAir a pris forme dès le début du confinement, pouvez-vous nous rappeler dans quel contexte il a émergé ?

Quentin Adam : Fondamentalement c’est le discours de Macron du 16 mars, « Nous sommes en guerre », qui m’a motivé, qui m’a fait prendre conscience qu’il se passait quelque chose. Je suis entrepreneur et j’ai déjà beaucoup de travail habituellement, donc au départ, je n’étais pas spécialement à fond sur la question Covid. Mais comme mon amie est en médecine, je lui ai demandé de m’expliquer la problématique du virus. Elle m’explique le syndrome de détresse respiratoire, que ça peut empirer et qu’il va donc falloir mettre des personnes sous respirateur et qu’on va très vite être en saturation car il n’y a pas suffisamment de respirateurs à disposition, que ce n’est pas quelque chose qu’on utilise souvent en temps normal, et quand on voit la manière de fabriquer les respirateurs, on se rend compte que cela va être très compliqué de mettre à l’échelle la production dans un temps très court, parce que les composants sont chers, parce que les choses ne sont pas pensées pour en fabriquer 200 par an, etc. Je me rends compte alors qu’il faut produire des respirateurs. Je téléphone à Emmanuel Feller qui travaille avec moi, à Baptiste Jamin et Valérian Saliou de Crisp, et à Pierre-Antoine Gourraud du CHU de Nantes, pour savoir si cela les intéresse de s’attaquer à la conception d’un respirateur.

Notre première tâche a été d’essayer de comprendre ce qu’il fallait faire, il existe en effet plein de respirateurs différents. Nous avons alors cherché des anesthésistes-réanimateurs pouvant nous expliquer les besoins vis-à-vis de ce genre de dispositifs. La plupart des anesthésistes ne se préoccupent pas de savoir comment le ventilateur a été construit, peu d’entre eux ont une vision industrielle de la machine et de son fonctionnement, ce qui compte c’est l’usage et les paramètres. Mais certains ont été particulièrement précieux. A partir de ces discussions on a établi un cahier des charges et on a commencé à bricoler. Au début on faisait franchement un peu n’importe quoi. Mais bon, petit à petit on a commencé à définir notre système aéraulique (science et technique du traitement et de la distribution de l’air, ndlr), en faisant des points tous les soirs, puis, comme on concevait l’ensemble en open source, on a vite eu des gens à nous contacter pour nous donner des recommandations. Et là, notre seule réponse, c’était de leur dire : « Nous sommes loin d’être des spécialistes, vous pouvez nous aider ? ». Les personnes se sont ainsi de plus en plus engagées et c’est comme cela que nous avons pu aller chercher des grandes expertises.

La MakAir Version 1. Crédit : Johanne Auclair

Concrètement, comme le travail s’est organisé au début ?

Moi, à la base, je suis ingénieur software, j’ai des bases en ingénierie globale, physique, etc., mais ce sont des bases. Par exemple je suis incapable de construire la carte électronique de la MakAir. Ni même aucun de mes camarades du démarrage. D’où le besoin d’experts. On a adopté une approche maker ou d’ingénieur informatique, c’est-à-dire qu’au lieu de partir sur une machine hardware avec un peu de software dedans pour la piloter, on a conçu une machine software, réfléchi d’abord aux fonctions software, avant d’ajouter ensuite ce dont on avait besoin. Ce qui n’est pas du tout la méthode employée pour d’autres respirateurs. Donc, au début, on est parti comme tous les makers du monde, on a fait de l’Arduino, avec des servomoteurs défectueux, de l’impression 3D, etc., et les premières versions étaient terrifiantes, mais il fallait bien qu’on avance. De l’autre côté, on cherchait comment industrialiser et comment certifier, car un prototype ne sert à rien si on ne peut pas en produire plein, si on ne peut pas le certifier pour qu’un médecin puisse se mettre dessus. Dans cette quête j’ai fini par recevoir le coup de téléphone de Eric Huneker et de son associé Marc Julien, les patrons de l’entreprise médicale Diabeloop, qui nous ont proposé de nous aider sur la partie réglementaire. L’équipe s’est ainsi constituée, Pierre-Antoine Gourraud en relation avec les institutions, Diabeloop sur la partie réglementaire, mes camarades de départ sur la documentation et l’ingénierie, et moi sur la gestion générale. En une semaine nous étions une centaine, avec des rôles bien identifiés.

Quels écueils un groupe de makers rencontre quand il devient une vraie « task-force » avec un objectif précis impliquant une industrialisation ?

On s’est rendu compte que notre vision de départ, du type « chaque hackerspace va pouvoir produire des MakAir », ne marchait pas, car ce que l’on certifie, ce n’est pas les plans, mais les processus industriels de production. De fait, la distribution de la production où chacun en produit trois n’est pas applicable, les machines ne seront pas normalisées. Ce qui est possible de faire c’est d’en produire un, de travailler dessus et d’éventuellement l’améliorer, mais ensuite la production doit se faire dans un lieu industriel identifié et certifié, avec les normes ISO nécessaires, etc. Cela a été une grande déception pour moi et je pense pour beaucoup de makers. Du coup, on s’est tournés vers quelque chose de beaucoup plus industriel. Et si pour prototyper, l’impression 3D nous permettait d’être rapide, aujourd’hui dans la version industrielle il n’y a plus grand-chose imprimé en 3D. L’usinage va plus vite, est plus solide et coûte moins cher. Mais sans l’impression 3D tu n’as pas de MakAir, et ce qui est maker c’est la façon de réfléchir et d’aborder le dossier. Avec le prototypage en impression 3D on gagne des milliers d’heure.

Premiers essais. Crédit : Johanne Auclair

L’impression 3D, c’est un peu la partie émergée de l’iceberg de l’action des makers dans la crise du coronavirus…

Le fait que l’impression 3D soit devenue rapidement accessible financièrement a créé ce que l’on a appelé les « makers ». Mais aujourd’hui une CNC 5 axes sur AliExpress coûtent 3000 euros. Il y a encore quelques années c’était 1/2 million ! C’est aujourd’hui devenu accessible à une association de makers. Je trouve d’ailleurs que les hackerspaces ou makerspaces devraient aujourd’hui s’équiper de ce type de machine car c’est un outil extraordinaire, extrêmement précis, capable de produire des pièces très rigides, contrairement à l’impression 3D où les plastiques sont souvent poreux, dégazent. Et dans notre cas précis, tu ne peux pas envisager l’usage de ces plastiques en intubation. Tu peux considérer le SLS, mais cela change complètement de gamme de prix. La machine HP Labs qu’on a utilisé au CEA coûte 1/2 million.

Très rapidement MakAir a fédéré et les soutiens industriels se sont multipliés, comment tout cela s’est-il activé ?

Pierre-Antoine Gourraud, un des co-fondateurs du projet, est professeur et praticien hospitalier au CHU de Nantes et co-responsable de la « clinique des données ». Il a tout de suite été notre lien avec le CHU et a impliqué une partie de ses collègues dans l’histoire. Ensuite j’ai appelé Francky Trichet, Vice-Président Innovation & Numérique & International à Nantes Métropole et Vice-Président au Numérique de l’Université de Nantes, car j’avais vu l’appel à projet de l’Agence d’Innovation de la Défense, pour lui expliquer qu’on devait répondre car de nombreuses étapes, dont les essais cliniques risquaient de coûter cher. Ainsi, les équipes de Pierre-Antoine Gourraud et les équipes de l’université ont rempli l’appel à projet de manière très structurée. Ce qui nous a permis d’être sélectionnés.

La communauté maker aime bien souvent se construire comme une contre-culture. Nous pas. Pour moi c’est très bien de travailler avec l’armée, ce sont des gens efficaces, qui savent faire, et d’aller vers eux nous a permis de mener le projet à bien. Par exemple on cherchait un ASL 5000, ce fameux poumon artificiel dont on se sert pour calibrer les machines. Neuf cela coûte 55 000 euros, et même si tu as la somme, c’est difficile à trouver. Avec Eric et Marc on s’est mis en ordre de bataille pour en trouver, on a appelé le distributeur français, etc., mais on savait discrètement qu’il y en avait un au CEA. Comme Diabeloop est une entreprise issue du CEA, Eric les a appelé. Il apprend alors qu’une demi-heure plus tôt, Jean Therme (Directeur délégué aux Energies Renouvelables au CEA, et ancien Directeur de la Recherche Technologique, ndlr) a reçu un appel de Laurent Wauquiez demandant au CEA de se pencher sur le sujet des respirateurs. Il s’est donc décidé à nous aider et le CEA nous a envoyé l’ASL 5000 et a commencé à nous donner des coups de main, puis de plus en plus, jusqu’à ce qu’à un moment ce soit plus simple d’envoyer toute l’équipe au CEA, vu les essais qu’on allait avoir à réaliser.

Calibrage avec l’ASL 5000. Crédit : Gregory Thibord

Il y a changement d’échelle…

Un truc important que j’ai envie de dire à la communauté maker : nous nous sommes appelés « Makers for Life », mais c’était une erreur. Parce qu’en fait, dans la communauté industrielle, les makers ce sont des bricoleurs du dimanche. Il faut absolument que les makers réalisent qu’ils ont eu parfois le mauvais discours vis à vis de l’industrie, un discours clivant, agressant des gens qui devraient en réalité être des alliés. Heureusement notre projet a été vu comme émanant des makers mais comme étant devenu projet industriel, rien que par la manière dont l’équipe s’est constituée. Comme souvent dans un processus industriel, la plupart d’entre nous ne nous connaissions pas avant, on cherchait essentiellement des ingénieurs spécialisés dans chaque aspect. On a par exemple été rejoint un moment par l’électronicien qui fait le Carmat, le cœur artificiel. Ou encore par Clément à la mécanique, qui d’habitude fait des drones sous-marins pour l’armée. Et du coup, les profils makers, comme Emmanuel, Baptiste et Valérian par exemple, se sont rapidement éloignés de la conception pour se concentrer sur coordination du projet en s’appuyant sur leur polyvalence. On a aussi travaillé avec l’association PING, ils ont été très utiles et impliqués, ils nous ont fait de la découpe laser, ils nous ont aidé à retoucher des pièces en 3D, ils ont fait des impressions 3D.

L’intérieur de la MakAir. Crédit : Johanne Auclair.

Quels choix avez-vous du prendre à partir du moment où vous avez travaillé avec l’armée et le CEA ?

Rapidement, nous avons été confrontés à la question du raccordement sur l’air médical des hôpitaux. Nous n’avons pas retenu cette piste, parce qu’après discussion avec les médecins militaires, ils nous ont fait comprendre que dans les endroits où ils allaient peut-être devoir intervenir il faudrait prendre des gymnases pour installer des hôpitaux de campagne. Il n’y aura pas d’air médical. Cela imposait au projet de concevoir notre propre banc de compression. C’est pour cela qu’il y a une turbine dans notre modèle. Pour l’optimisation on a fait tourner deux ASL 5000 et fait entrer les données dans une boucle d’optimisation en machine learning…

Arrivés au CEA on s’est mis à construire une ligne pilote. Et la partie approvisionnement était cruciale si on voulait industrialiser, il fallait par exemple parvenir à faire sortir des éléments de Chine, du thermoplastique Ultem médical, etc. Sandra et Morgane issues de l’approvisionnement industriel ont pris en charge le sujet et se sont chargées de martyriser les fournisseurs pour connaître les quantités à disposition, etc. En fonction des stocks disponibles cela a guidé les choix de développement. C’est important de le comprendre, l’ingénierie n’a été qu’un des aspects du problème. La question des stocks a été cruciale, s’il n’y avait pas de stocks on ne pouvait évidemment pas demander à l’usine de redémarrer la production. On a par exemple du contacter Thierry Breton (commissaire européen, chargé de la politique industrielle, du marché intérieur, du numérique, de la défense et de l’espace, ndlr), pour le convaincre de relancer une usine dans la Ruhr qui fait des moteurs ! On a eu des camions de supplies qui ont passé des frontières au plus dur du confinement et de la fermeture des pays, jusqu’à passer par des autorisations de l’Elysée ! Un délire absolu ! On avait même pour cela mis en place une cellule « relations aux institutionnels », qui leurs fournissaient des compte-rendus synthétiques réguliers, des notes calibrées pour énarques.

Une première version était prête assez vite et a beaucoup fait parler d’elle dans la presse. Concrètement qu’est-ce que cela a signifié pour le projet. Où en êtes-vous aujourd’hui ?

Le 28 mars on présente une pré-soumission à l’Agence nationale de sécurité du médicament (ANSM). Le 3 avril on a branché la version 1 sur un cochon en sédation, notre premier test pré-clinique sur animal – après les tests avec ASL 5000. Le 9 avril la ligne production est lancée et on dépose auprès de l’ANSM la totalité de la documentation réglementaire. 60 à 70 machines ont été produites au CEA en avril. Et on se met à lancer immédiatement la V2, en disant qu’on peut l’améliorer, même si la V1 va déjà pouvoir sauver des gens : à ce moment-là on est persuadé que l’ANSM va répondre rapidement. Mais elle met 2 mois pour nous répondre, soit le délai légal… On reçoit donc leur réponse le 9 juin, uniquement pour la V1, alors qu’entre-temps on a terminé la V2 en mai, et développé une V3 encore meilleure sur les derniers jours de mai. Une V3 qu’on essaye maintenant de faire certifier directement et dont SEB assure aujourd’hui une cadence de production. Au jour d’aujourd’hui, le Centre de Promotion des Essais Cliniques du CHU Nantes a pris le relais sur la V1 et on mettra un patient sous respirateur fin juillet. Tout cela donne un temps trop long à notre goût, sans blâmer qui que ce soit en particulier on a quand même le sentiment d’être parfois victime d’une forme de bureaucratie… pas facile. Parfois ça se joue sur des choses très pratiques, par exemple, n’étant pas professeur des universités et praticien hospitalier (PU-PH), je n’étais par pas autorisé à être en copie des mails du CHU, pas évident d’être efficace dans ces conditions… En parallèle le volontarisme de certains pays pour engager un processus de certification d’urgence nous a étonné, certains exemplaires sont d’ores et déjà à Madagascar pour engager les premiers tests. Nous nous sommes souvent demandés si le fait de construire un modèle très compétitif en prix face au fabriquant national a finalement été un handicap dans l’engagement de certaines parties prenantes… difficile d’y voir clair.

La série de MakAir au CEA. Crédit : Johanne Auclair

C’est cela qui est justement intéressant, favoriser l’accès aux soins par la réduction des coûts…

Encore une fois mon propos n’est pas de jeter la pierre à qui que ce soit, mais cela pose une question fondamentale sur la manière de penser la structuration de ces organisations. On a vu des gens qui ne voulaient pas s’engager dans la résolution de problèmes. Ils nous ont simplement ignoré. A contrario, du côté de l’armée par exemple on a bénéficié d’un engagement franc et direct, à un problème tu auras une réponse dans l’heure, positive ou négative, mais tu auras ta réponse, ce qui te permet d’avancer.

Quelles sont les applicabilités de la MakAir ?

La MakAir a des applicabilités pour la première ligne et les hôpitaux de campagne, on peut personnaliser le matériel de manière aussi à ce que les ingénieurs de l’armée puissent les comprendre et les réparer, avec la possibilité de reconfigurer à distance en fonction des problématiques. L’open source n’est pas qu’une histoire de coût, c’est surtout une histoire d’innovation. Le fait que tout le monde puisse collaborer ça change tout. Des médecins à qui on en a envoyé nous ont dit que cela faisait 15 ans qu’ils avaient un algorithme de gestion de la pression qu’ils ne pouvaient pas utiliser sur les machines fermées. Sur la MakAir c’est possible. Avec l’open source n’importe qui peut collaborer. C’est une rupture épistémologique. Et l’open source dans le médical c’est génial, le fait que les données soient ouvertes, que le code soit ouvert, que cela soit possible de l’améliorer c’est formidable. Tu peux très bien faire tout ton développement en open source et en collaboratif et faire ensuite certifier le process industriel. Tu peux créer et faire travailler une équipe tout en ouvrant le développement à des améliorations et faire progresser la connaissance commune.

Après les essais cliniques on devra re-certifier. On a déjà engagé la commercialisation avec certains pays, mais pour le moment en France on est dépendant de la certification. Dans la V3 on a introduit un capitonnage silencieux et repenser la question multi-usages et les process aérauliques pour changer facilement les pièces et à bas coût, ce qui évite les process de lavage. On avance bien.

Présentation de la MakAir V3 par Pierre-Antoine Gourraud (9 juillet) :

Quels souvenirs marquants conservez-vous de la période de développement durant le confinement ?

Je peux raconter quelques anecdotes. Quand tu fais des essais cliniques tu as affaire à l’ANSM mais aussi au CPP, Comité de protection des personnes au Comité Consultatif National d’Ethique (CCNE), qui juge l’éthique de tes essais cliniques. Il est composé de médecins et de philosophes. Le président du CCNE est le médecin-chercheur en immunologie Jean-Claude Ameisen, également philosophe et animateur de Sur les épaules de Darwin sur France Inter. Je me souviendrais toujours de Pierre-Antoine Gourraud, PU-PH, en train d’écrire des mails à 3h30 du matin, en les dictant à son téléphone tout en mangeant un peu de tartiflette, éreinté, avec une conjonctivite à l’œil, mais en réalité en train de dicter une dissertation de philosophie à son téléphone pour le CCNE. C’était surréaliste, tout le monde était à fond, mais exténué, les ingénieurs étaient à côté en train de manger en révisant les plans… Il faut comprendre que Pierre-Antoine et moi, nous passions notre temps en double ou triple appels dans la même pièce, et parfois on se remettait à discuter entre nous tout en discutant avec d’autres personnes au bout des lignes. Tout le monde a travaillé comme des fous, les ingénieurs, l’équipe presse, etc. Nous étions installés au co-working du Palace, dans une grande salle sans fenêtre, avec lumière artificielle, ce qui fait que nous perdions la notion du temps, nous ne dormions parfois que deux heures par nuit, et cela nous est arrivé de faire des nuits blanches sans nous en rendre compte.

Un autre moment de survoltage a été le premier assemblage des machines en salle blanche au CEA début avril. Le patron de la division électronique de toutes les salles blanches était là avec nous, il se demandait un peu ce qu’il faisait là mais était très volontaire, et finalement on y a passé des heures, jusqu’au milieu de la nuit. Les premiers prototypes étaient en réglage et à un moment on se rend compte qu’il va falloir dévisser un truc. On lui demande s’il y a un tournevis, et évidemment dans une salle blanche de micro-électronique il n’y a pas de tournevis (rire). C’était surréaliste. Mais il faut dire que les équipes du CEA ont été extraordinaires, Jean Therme, Laurent Clavelier, etc. On a pu sortir toute la ligne pilote en salle blanche au CEA. Un autre moment vibrant est quand on a eu toute la presse nationale, il y avait une émulation incroyable dans toute l’équipe. La plupart des membres étaient impliqués dans des choses auxquelles ils n’avaient jamais été confrontés auparavant. C’était stimulant. Au CEA nous nous baladions avec des badges 24/7, et peu de gens au CEA ont accès à des badges 24/7 ! C’était justifié, vu que nous bossions la nuit.

En tout cas ça a été un plaisir de bosser avec tous ces gens, on pense déjà à comment pérenniser ce genre de modèle et j’espère que l’open source médical est une idée qui fera son chemin.

En savoir plus sur le respirateur MakAir.